Что такое цемент?
В строительном деле успех всегда зависит от прочности возводимой постройки. Чем прочнее будут скреплены отдельные кирпичи или камни, тем прочнее станет и иен кладка. Прочнее кладка - значит, и стоны можно сделать потоньше, затратить на них меньше материалов и вяжущего раствора. Быстрее затвердеет раствор - скорее будет закончена стройка.
Для получения простейшего вяжущего вещества брали куски известняка и в течение нескольких часов прожаривали их в горячем пламени.
Полученный материал заливали водой и получали гашеную известь. Добавив в нее носок и воду, изготавливали пастообразный вяжущий раствор. На таком растворе возведены почти все постройки раннего средневековья, как на Западе, так и на Востоке.
Однако раствор из песка и гашеной извести имел один существенный недостаток - он очень медленно твердел. Бывали случаи, когда приходилось ждать по нескольку лет, прежде чем стены приобретут необходимую прочность.
Кроме того, известь была непригодна для использования в сырых местах, поскольку вода могла ее размягчить. Поэтому было предпринято немало попыток увеличить прочность известкового раствора. В странах Востока в раствор добавляли верблюжье молоко, а на Руси - творог, отруби или яичные желтки.
Одновременно строители искали новые, более прочные вяжущие вещества. И, как это часто бывает, неустанные поиски привели к открытию.
При гашении извести часто бывало так, что в ней оставались твердые комья, упорно не желавшие гаситься. Долгое время их просто выбрасывали, но однажды попробовали размолоть в порошок. Оказалось, что этот порошок - прекрасное вяжущее вещество. Оно оказалось прочнее извести и гораздо быстрее твердело. Но главным его свойством оказалась невозможность взаимодействия вещества с водой. Этому материалу и дали имя цемент.
Позже химики установили, что при соединении цемента с водой образуется своего рода клей. В течение нескольких часов он превращается в кристаллы, а через 3-4 недоли становится очень прочным и твердым.
Меняя соотношение воды и компонентой, входящих в цемент, можно получать цемент различной прочности, что создало практически неограниченные возможности для бетонного строительства.
Почему цемент затвердевает?
Цемент — один из наиболее распространенных материалов в современном строительстве. Сам по себе он мелкий порошок. Но если его смешать с водой и дать затвердеть, он вместе с песком и гравием превращается в твердое, прочное вещество.
Цемент — главное составляющее вещество строительного раствора и бетона. Строительный раствор — это смесь цемента, песка и воды. Бетон — это та же самая смесь, но с добавлением гравия или измельченного камня.
Современный цемент производится путем нагревания известняка и глины или шлака до очень высокой температуры. Эта смесь нагревается до тех пор, пока не образовываются большие, спекшиеся куски. Их называют клинкерами. Клинкеры размалывают затем в порошок.
Когда вода добавляется к цементному порошку, происходят сложные химические реакции. В результате образуется стойкий искусственный камень, нерастворимый в воде.
Какая химическая реакция происходит, чтобы цемент затвердел?
У химиков нет точного ответа на этот вопрос. В состав цемента входит четыре компонента. Считают, что каждый из этих компонентов при добавлении воды превращается в кристаллы. Эти кристаллы сцепляются между собой, и цемент затвердевает.
Вид цемента, который затвердевает под водой, называется гидравлическим цементом. Удивительно то, что римляне открыли процесс получения гидравлического цемента в III—II веке до н.э. Они делали такой цемент путем смешивания вулканического пепла с известью. Это открытие было одним из выдающихся достижений римлян.
|
|
Читайте в рубрике «Строительство»: |
Военная техника | Телекоммуникации | Электроника | Энергетика | Физика | Химия | Биология | Математика | Психология | Физиология | Экономика | Металлургия | Строительство | Сельское хозяйство | Медицина | Культура и искусство | Виды двигателей | Машины и механизмы | Воздушный транспорт | Водный транспорт | Автотранспорт | Ж/д транспорт | Физики | Химики | Математики | Биологи | Европейские изобретатели | Американские изобретатели | Российские изобретатели | Советские изобретатели | Методология науки | Развитие креативности | Как стать изобретателем | Изобретения будущего